蓝牙协议说明万博体育登录(1)_根基观念

2021-10-03 22:59 新万博客户端

自1994年由爱立信推出至今,蓝牙技能已经走过了20个光阴。从最初的Bluetooth V1.0,到Bluetooth V4.0(最新的为V4.1,2013年底宣布),经验了近9个版本的修订后,成长为当前的状况。

说真话,现在的蓝牙4.1,的确是一个大杂烩:BR/EDR相沿旧的蓝牙类型;LE剽窃802.15.4;AMP直接行使802.11。而这统统的目标,就是以兼容性和易用性为基本,在功耗和传输速度之间阁下为难。蜗蜗觉得,这并不是优雅的计划。

不外不要紧,存在即公道。因此蜗蜗就开出了这样一个专题,但愿可以或许将蓝牙技能上上下下的常识,清算出来,以便在加深本身对蓝牙技能的领略的同时,可以或许给从事蓝牙相干事变的读者一点开导。

本文是这个专题的第一篇文章,首要基于蓝牙4.1类型(Core_V4.1.pdf),描写蓝牙技能的根基观念。

2. 蓝牙技能的概述 2.1 两种蓝牙技能:Basic Rate(BR)和Low Energy(LE)

蓝牙协议包罗两种技能:Basic Rate(简称BR)和Low Energy(简称LE)。这两种技能,都包罗搜刮(discovery)打点、毗连(connection)打点等机制,但它们是不能互通的!这也是蜗蜗诉苦蓝牙协议不优雅的缘故起因之一。

厂商要么实现这两种技能中的一种,这时就只能和同样实现了这个技能的装备互通,而不能和实现其它一种技能的装备互通。假如厂商要确保能和全部的蓝牙装备互通,那么就只能同时实现两种技能,而不去管是否真的必要,这样就能遇到什么人说什么话了!

2.1.1 Basic Rate(BR)

Basic Rate是正宗的蓝牙技能,可以包罗可选(optional)的EDR(Enhanced Data Rate)技能,以及瓜代行使的(Alternate)的MAC(Media Access Control)层和PHY层扩展(简称AMP)。说着真拗口,不外通过背后的应用场景,就好领略了:

蓝牙降生之初,行使的是BR技能,此时蓝牙的理论传输速度,只能到达721.2Kbps。在谁人年月,56Kbps的Modem就是高峻上了,这个速率可以说是惊为天人了啊!可是科技变革太快了,BR技能转眼就过期了。那怎么办呢?缝缝补补一下,加强速率呗,Enhanced Data Rate就呈现了。

行使EDR技能的蓝牙,理论速度可以到达2.1Mbps。这一次的进级换代,还算优雅,由于没有改变任何的硬件架构、软件架构和行使方法上的改变。

大概你也猜到了,EDR又落后了,看看人家WIFI(WLAN),几十Mbps,上百Mbps,咱们才2.1Mbps,也太寒酸了吧!那怎么办呢?蓝牙组织想了个坏主意:哎,WIFI!把你的物理层和MAC层借我用用呗!这就是AMP(Alternate MAC and PHY layer extension)。艾玛,终于松口吻了,我们可以到达54Mbps了。

不外呢,因为蓝牙自身的物理层和AMP技能差别太明明晰,这次扩展只能是瓜代行使(Alternate)的,也就是说,有我(BR/EDR)没你(AMP)。嗯!不优雅!

埋个题目:只能瓜代行使,那它们怎么切换呢?蜗蜗会在后续的内容中,按照主流蓝牙芯片的办理方案,来切磋一下该题目。

【注1:仔细的读者也许会留意到,这里出格夸大了optional和alternate这两个字眼,这是蓝牙Spec的原话。它意味着,BR和EDR是可以同时存在的,但BR/EDR和AMP只能二选一。】

2.1.2 Low Energy(LE)

上面所讲的BR技能的进化蹊径,就是传输速度的加速、加速、再加速。但能量是守恒的,你想传的更快,价钱就是耗损更多的能量。而有许多的应用场景,并不体谅传输速度,反而很是体谅功耗。这就是Bluetooth LE(称作蓝牙低功耗)发生的配景。

LE技能对比BR技能,差别很是大,可能说就是两种差异的技能,凑巧都加一个“蓝牙”的前缀罢了。后头我们会具体的表明这种差别,以及LE的举动特性。

2.2 蓝牙体系的构成

蓝牙体系的构成,涉及到Bluetooth Application、Bluetooth Core、Bluetooth Host、Bluetooth Controller等词汇,不知道是由于对英文领略的歧义,照旧由于蓝牙类型自己界说的歧义,蜗蜗领略这些词汇时感受有点别扭。因此特意在这个章节中,对相干观念及其背后的意义举办声名。

蓝牙体系构成

上图描写了蓝牙体系的构成, 我们必要留意如下特点:

1)图中所描写的蓝牙体系的构成部门,如Bluetooth Core和Bluetooth Application,如Host和Controller,都是指“逻辑实体”。所谓的“逻辑实体”,必要和一般糊口中的“物理实体”区离隔。如在做电路计划时,一个蓝牙芯片、一个主控CPU,就是指物理实体。而蓝牙协议所描写的这些“逻辑实体”,不必然会和物理实体逐一对应,如在现实应用中,Host和Bluetooth Application也许会位于统一个物理实体中(主控CPU),而Controller单独位于另一个物理实体中(蓝牙芯片)。